CN112985919A - 一种深湖水样的分层采集与保存装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深湖水样的分层采集与保存装置，包括框架组件、取样保存装置、传动装置、动力装置和导流装置，所述框架组件和取样保存装置紧固连接，所述取样保存装置一侧与传动装置一侧连通，所述传动装置一侧和框架组件一侧紧固连接，所述框架组件和动力装置紧固连接，所述框架组件包括框架，所述框架外圈设有导流装置，框架和导流装置紧固连接，所述动力装置包括沉降组件和顶升组件，所述沉降组件底侧和框架上端紧固连接，所述顶升组件上侧和框架下端紧固连接，所述筒身上设有固定槽，筒身上端设有横板，所述横板和筒身紧固连接，筒身下端设有底板，所述底板外圆面和固定槽内侧壁紧固连接。

Description

一种深湖水样的分层采集与保存装置

技术领域

本发明涉及深湖水样分层采集技术领域，具体为一种深湖水样的分层采集与保存装置。

背景技术

水质状况是衡量生态环境质量的重要评价指标之一，水质监测和分析是检测水体中各组成成分的的主要手段，其中水样采集是水质监测的关键环节，为了保证水体质量分析的精确性，首先要确保水样采集和保存的规范性，在进行深湖水样采集时，由于湖水沿竖直方向上纵深较长，各层级间水体密度和压力差异较大，不同层级具有不同的生态性能，为了对不同层级的生态环境进行研究，在对深湖水样进行采集时，需要对各层级的水样进行分层保存，避免混合，影响后续分析研究。

此外，在进行深湖水样采集时，通常直接将采集装置向下移动，采集装置容易将上层水体排向下方，在进行分层水样采集时，采集到的水样是交叉混合过的水样，精确性大大降低，不能满足后续研究需要，尤其是在对深湖水样进行研究时，不同层级水体差异比较大，纵向水流容易破坏分层性能，在采集装置升降时，水体中的乱流容易对移动方向造成影响，使方向发生偏移，不利于采集装置的回收，同一高度的不同位置也会对水样成分产生影响，影响分析效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深湖水样的分层采集与保存装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种深湖水样的分层采集与保存装置，包括框架组件、取样保存装置、传动装置、动力装置和导流装置，框架组件和取样保存装置紧固连接，取样保存装置一侧与传动装置一侧连通，传动装置一侧和框架组件一侧紧固连接，框架组件和动力装置紧固连接，框架组件包括框架，框架外圈设有导流装置，框架和导流装置紧固连接，动力装置包括沉降组件和顶升组件，沉降组件底侧和框架上端紧固连接，所述顶升组件上侧和框架下端紧固连接。

框架组件通过紧固连接对取样保存装置进行固定，取样保存装置和传动装置连通，通过不同深度湖水压力自动对深湖水样进行分层采集，通过紧固连接对传动装置进行固定，框架组件和动力装置连接，通过动力装置进行入湖、下潜，在完成水样分层采集后自动上浮，提高水样采集效率，框架是主要的承力装置，对其他各装置进行固定，框架整体呈圆柱形，外侧套设有导流装置，通过导流装置对平流层湖水进行导流，防止各层级湖水形成乱流影响水样采集质量，在进行深湖水样采集时，通过装置自身重力完浅层水域下移，随着下端水层密度的增大，通过沉降组件向上排水进行下潜，使下潜速度保持稳定，确保水样采集更加均匀，在完成采集后，沉降组件停止主动运转，装置通过湖水浮力进行快速上移，由于取样保存装置采集各层级湖水密度从上到下逐渐增大，湖水采集后进行密封处理，通过低密度湖水辅助装置进行上移，防止长时间沉浸在高密度湖水里，破坏密封性能，顶升组件辅助完成上浮出水，实现自动水样采集。

本发明在进行深湖水样采集时，将装置置于湖面，在浅层水域时，由于装置自身重力远大于湖水浮力，装置在自身重力作用下向下下沉，随着装置下沉，湖水密度逐渐增大，湖水对密封气囊进行压缩，密封气囊发生形变，推动传动板移动，传动板顺着传动槽移动，随着传动板移动，对传输气囊进行压缩，传输气囊通过导气管将内部气体传到储存箱中，并通过导气流道传到滑槽下端，随着传输气体的不断增加，气体压力增大，压缩气体推动顶升滑块向上滑动，通过齿条和齿轮将直线运动转为支撑轴转动，支撑轴带动转轮转动，水流通过转轮上的弧形流道，进入储存腔内，当完成一个层级水样收集后，转轮继续转动，使弧形流道不再连通储存腔内外侧，对储存腔进行密封，此时顶升滑块上升到上端，越过防滑卡块，防止防滑卡块回位，相邻的滑槽间通过导气流道连通，通过导气流道将气流传输到下一层级的滑槽内，继续收集下一层级水样，在下沉到深层水域时，由于水体密度较大，装置受到的浮力变大，通过转动沉降螺旋桨向上排水，并通过导流管对装置平流层水体进行导流，防止水体进行垂直方向的对流，提高水样采集精确性，通过沉降电机输出转矩，从而带动装置整体缓慢转动，降低乱流对本装置的作用，提高水平稳定性能，使装置保持移动方向一致，提高水样采集质量。

进一步的，框架包括筒身，筒身上设有固定槽，筒身上端设有横板，横板和筒身紧固连接，筒身下端设有底板，底板外圆面和固定槽内侧壁紧固连接，底板上端设有取样保存装置，底板上侧和取样保存装置底侧紧固连接，取样保存装置沿周向设有若干支撑架，取样保存装置和支撑架紧固连接，支撑架远离取样保存装置一侧和固定槽内侧壁紧固连接，取样保存装置包括储存箱和导气管，储存箱底端和底板上侧紧固连接，储存箱从上到下依次设有若干储存腔，相邻储存腔间设有层板，层板和储存腔内侧壁紧固连接，储存箱上设有若干导气流道，传动装置包括安装座，安装座上设有传动槽，安装座一侧和横板紧固来接，传动槽内依次设有密封气囊、传动板和传输气囊，密封气囊和传动槽内侧壁活动连接，密封气囊一侧和传动板一侧紧固连接，传输气囊一侧和传动板远离密封气囊一侧紧固连接，传动板和传动槽活动连接，传输气囊一端通过导气管和导气流道连通，储存箱一端设有通孔，导气管和通孔紧固连接，横板和底板上分别设有若干水孔。

筒身和横板通过紧固连接提高连接性能，通过紧固连接对底板进行固定，通过周向设计的支撑架对取样保存装置进行固定，通过紧固连接防止松脱，通过若干个储存腔对水样进行收集，并通过层板进行隔离，通过紧固连接防止层板松脱，通过导气流道进行气体输入，根据不同层级湖水压力控制水样收集，横板通过紧固连接对安装座进行安装固定，安装座上设有传动槽，通过依次设置的密封气囊和传动板控制传输气囊进行动力输出，密封气囊为软质橡胶，在水压作用下发生局部变形保持密封，密封气囊和传动槽活动连接，通过压差带动传动板在传动槽内滑动，传动板亚东传输气囊，传输气囊受压收缩，并将内部气体通过导气管输入导气流道内，进行动力输入。

进一步的，储存箱一侧设有若干进水槽，固定槽通过进水槽和储存腔连通，进水槽内设有转轮，转轮上设有支撑轴，储存箱上设有若干支撑槽，支撑轴外圆面和支撑槽侧壁活动连接，支撑轴一端设有齿轮，支撑轴和齿轮轴心共线，取样保存装置还包括顶升滑块、齿条和防滑卡块，储存箱上设有滑槽，导气管通过导气流道和上端的滑槽下侧连通，相邻滑槽通过导气流道连通，顶升滑块上端和齿条下端紧固连接，齿条和齿轮齿面啮合，顶升滑块和齿条依次与滑槽滑动连接，滑槽分段式设计，滑槽分段连接处下侧设有安装槽，防滑卡块通过固定轴和安装槽活动连接，转轮上设有弧形流道，弧形流道弧度小于180°。

各层级的储存腔通过进水槽和固定槽连通，进行水样收集，转轮设置在进水槽内，转轮上设有弧形流道，通过支撑轴带动转轮转动控制水流通断，支撑轴通过支撑槽进行回转支撑，顶升滑块和滑槽密封连接，通过导气管进行气体输入，通过压差推动顶升滑块带动齿条向上滑动，齿条带动齿轮转动，齿轮控制支撑轴转动，滑槽为分段式设计，齿条在滑槽上段滑动，顶升滑块在滑槽下段滑动，在连接处设有安装槽，防滑卡块通过固定轴在安装槽内转动，顶升滑块上升到上端时，防滑卡块转动，对顶升滑块进行限位，防止回落，顶升滑块越过导气流道的进口端，气体通过导气流道进入下一层级的滑槽下端，进行动力输入，弧形流道的弧度小于180°，保证密封性能，控制水样通过时间，避免时间过长破坏内部的层板。

进一步的，横板上端设有沉降组件，沉降组件包括沉降电机，沉降电机底端和横板上端紧固连接，沉降电机外侧设有固定架，沉降电机和固定架紧固连接，固定架底端和横板上侧紧固连接，沉降电机上端设有沉降螺旋桨，沉降电机输出端和沉降螺旋桨传动连接，底板下侧和顶升组件紧固连接，顶升组件包括顶升电机和顶升螺旋桨，顶升电机通过防松架和底板紧固连接，顶升电机输出端和顶升螺旋桨传动连接。

通过沉降组件控制进行动力沉降，提高取样精确性能，通过紧固连接防止松脱，沉降电机通过固定架进行固定，控制沉降螺旋桨转动，向上方排水，产生向下的推力，避免对下层水域进行扰动，影响水层取样精确性，顶升电机通过防松架和底板紧固连接，使动力传输更加平稳，控制顶升螺旋桨转动，向下方排水，完成上浮，在完成取样后，通过顶升组件克服装置自身重力作用，自动出水，提高取样效率。

进一步的，筒身外侧设有导流装置，导流装置包括导流座，导流座为圆台式设计，导流座和筒身紧固连接，导流座下端沿周向设有若干进管口，导流座上端设有若干出管口，进管口和出管口通过导流槽连通，导流槽内设有导流管，导流管螺旋式设计，导流管两端分别穿过进管口和出管口，导流管底端水平布置，导流管上端出口指向沉降螺旋桨。

本发明通过导流座进行重心下移，通过圆台式设计，在沉降时，通过扩大水域接触面积保证平稳下沉，在上浮时，减小受力面积，快速上升，提高取样效率，通过紧固连接防止松脱，导流座通过下端的进管口和上端的出管口进行导流，通过导流槽连通，导流管下端水平布置，在进行下潜时，沉降螺旋桨快速转动在两侧形成压差，通过出管口进行吸水，使下发水流通过进管口流通，在进管口形成平流，防止水流进行竖直方向流动，影响取样效果。

作为优化，回转槽内设有卡接组件，通过卡接组件防止传动块反向移动，通过回转槽对回转轴进行回转支撑，卡接块可以沿回转轴转动，在进行上浮时，水层压力逐渐减小，滑槽内气压较大，对传输气囊进行反向输入，传输气囊膨胀，将传动板反向推动，卡接块在自身重力作用下转动，卡齿和卡接块为角型设计，进行互锁，卡齿推动卡接块转动，卡接块通过挤压槽压紧安装座，防止卡接块继续转动，从而对传动板进行限位。

作为优化，通过圆锥形设计的储存箱保证内部良好的抗压性能，防止水压过大造成层板松脱，影响分层效果，在进行深湖水样采集时，为了满足实验需求，主要采集深湖深层水样，浅层水样可以通过人工进行采集，通过逐渐增大的储存腔，便于提高下方水样采集数量，进行深湖深层生物多样性研究。

作为优化，在进行深湖水样采集时，由于下方的水样密度、水压过大，采集后，水压传递到层板上，容易对层板进行挤压变形，通过厚度递进式设计，使层板可以满足不同深度水样压力，提高实用性能。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在下沉到深层水域时，由于水体密度较大，装置受到的浮力变大，通过转动沉降螺旋桨向上排水，并通过导流管对装置平流层水体进行导流，防止水体进行垂直方向的对流，提高水样采集精确性，通过沉降电机输出转矩，从而带动装置整体缓慢转动，降低乱流对本装置的作用，提高水平稳定性能，使装置保持移动方向一致，提高水样采集质量；通过若干个储存腔对水样进行收集，并通过层板进行隔离，根据不同层级湖水压力控制水样收集；顶升滑块上升到上端时，防滑卡块转动，对顶升滑块进行限位，防止回落，气体通过导气流道进入下一层级的滑槽下端，进行动力输入，弧形流道的弧度小于180°，控制水样通过时间，保证密封性能，避免时间过长破坏内部的层板；通过导流座进行重心下移，圆台式设计，在沉降时，通过扩大水域接触面积保证平稳下沉，在上浮时，减小受力面积，快速上升，提高取样效率；通过圆锥形设计的储存箱保证内部良好的抗压性能，防止水压过大造成层板松脱，影响分层效果，在进行深湖水样采集时，为了满足实验需求，主要采集深湖深层水样，浅层水样可以通过人工进行采集，通过逐渐增大的储存腔，便于提高下方水样采集数量，进行深湖深层生物多样性研究。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的水体平流层导流示意图；

图3是图1视图的局部A放大视图；

图4是图3视图的D-D向剖视图；

图5是本发明的分层导流示意图；

图6是图1视图的局部B放大视图；

图7是图1视图的局部C放大视图；

图8是本发明的传动板锁止示意图；

图中：1-框架组件、11-框架、111-横板、112-底板、113-筒身、1131-固定槽、12-支撑架、2-取样保存装置、21-储存箱、211-储存腔、212-进水槽、213-支撑槽、214-滑槽、215-导气流道、216-安装槽、22-层板、23-导气管、24-转轮、241-弧形流道、25-支撑轴、26-顶升滑块、27-齿条、28-防滑卡块、29-齿轮、3-传动装置、31-安装座、311-传动槽、312-回转槽、32-密封气囊、33-传动板、34-卡齿、35-卡接组件、351-回转轴、352-卡接块、3521-挤压槽、36-传输气囊、4-动力装置、41-沉降组件、411-沉降电机、412-沉降螺旋桨、413-固定架、42-顶升组件、421-顶升电机、422-顶升螺旋桨、423-防松架、5-导流装置、51-导流座、511-导流槽、512-进管口、513-出管口、52-导流管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供技术方案：

如图1~图5所示，一种深湖水样的分层采集与保存装置，包括框架组件1、取样保存装置2、传动装置3、动力装置4和导流装置5，框架组件1和取样保存装置2紧固连接，取样保存装置2一侧与传动装置3一侧连通，传动装置3一侧和框架组件1一侧紧固连接，框架组件1和动力装置4紧固连接，框架组件1包括框架11，框架11外圈设有导流装置5，框架11和导流装置5紧固连接，动力装置4包括沉降组件41和顶升组件42，沉降组件41底侧和框架11上端紧固连接，所述顶升组件42上侧和框架11下端紧固连接。

框架组件1通过紧固连接对取样保存装置2进行固定，取样保存装置2和传动装置3连通，通过不同深度湖水压力自动对深湖水样进行分层采集，通过紧固连接对传动装置3进行固定，框架组件1和动力装置4连接，通过动力装置4进行入湖、下潜，在完成水样分层采集后自动上浮，提高水样采集效率，框架11是主要的承力装置，对其他各装置进行固定，框架11整体呈圆柱形，外侧套设有导流装置5，通过导流装置5对平流层湖水进行导流，防止各层级湖水形成乱流影响水样采集质量，在进行深湖水样采集时，通过装置自身重力完浅层水域下移，随着下端水层密度的增大，通过沉降组件41向上排水进行下潜，使下潜速度保持稳定，确保水样采集更加均匀，在完成采集后，沉降组件41停止主动运转，装置通过湖水浮力进行快速上移，由于取样保存装置2采集各层级湖水密度从上到下逐渐增大，湖水采集后进行密封处理，通过低密度湖水辅助装置进行上移，防止长时间沉浸在高密度湖水里，破坏密封性能，顶升组件42辅助完成上浮出水，实现自动水样采集。

本发明在进行深湖水样采集时，将装置置于湖面，在浅层水域时，由于装置自身重力远大于湖水浮力，装置在自身重力作用下向下下沉，随着装置下沉，湖水密度逐渐增大，湖水对密封气囊32进行压缩，密封气囊32发生形变，推动传动板33移动，传动板33顺着传动槽311移动，随着传动板33移动，对传输气囊36进行压缩，传输气囊36通过导气管23将内部气体传到储存箱21中，并通过导气流道215传到滑槽214下端，随着传输气体的不断增加，气体压力增大，压缩气体推动顶升滑块26向上滑动，通过齿条27和齿轮29将直线运动转为支撑轴25转动，支撑轴25带动转轮24转动，水流通过转轮24上的弧形流道241，进入储存腔211内，当完成一个层级水样收集后，转轮24继续转动，使弧形流道241不再连通储存腔211内外侧，对储存腔211进行密封，此时顶升滑块26上升到上端，越过防滑卡块28，防止防滑卡块28回位，相邻的滑槽214间通过导气流道215连通，通过导气流道215将气流传输到下一层级的滑槽214内，继续收集下一层级水样，在下沉到深层水域时，由于水体密度较大，装置受到的浮力变大，通过转动沉降螺旋桨412向上排水，并通过导流管52对装置平流层水体进行导流，防止水体进行垂直方向的对流，提高水样采集精确性，通过沉降电机411输出转矩，从而带动装置整体缓慢转动，降低乱流对本装置的作用，提高水平稳定性能，使装置保持移动方向一致，提高水样采集质量。

如图1、图6~图8所示，框架11包括筒身113，筒身113上设有固定槽1131，筒身113上端设有横板111，横板111和筒身113紧固连接，筒身113下端设有底板112，底板112外圆面和固定槽1131内侧壁紧固连接，底板112上端设有取样保存装置2，底板112上侧和取样保存装置2底侧紧固连接，取样保存装置2沿周向设有若干支撑架12，取样保存装置2和支撑架12紧固连接，支撑架12远离取样保存装置2一侧和固定槽1131内侧壁紧固连接，取样保存装置2包括储存箱21和导气管23，储存箱21底端和底板112上侧紧固连接，储存箱21从上到下依次设有若干储存腔211，相邻储存腔211间设有层板22，层板22和储存腔211内侧壁紧固连接，储存箱21上设有若干导气流道215，传动装置3包括安装座31，安装座31上设有传动槽311，安装座31一侧和横板111紧固来接，传动槽311内依次设有密封气囊32、传动板33和传输气囊36，密封气囊32和传动槽311内侧壁活动连接，密封气囊32一侧和传动板33一侧紧固连接，传输气囊36一侧和传动板33远离密封气囊32一侧紧固连接，传动板33和传动槽311活动连接，传输气囊36一端通过导气管23和导气流道215连通，储存箱21一端设有通孔，导气管23和通孔紧固连接，横板111和底板112上分别设有若干水孔。

筒身113和横板111通过紧固连接提高连接性能，通过紧固连接对底板112进行固定，通过周向设计的支撑架12对取样保存装置2进行固定，通过紧固连接防止松脱，通过若干个储存腔211对水样进行收集，并通过层板22进行隔离，通过紧固连接防止层板22松脱，通过导气流道215进行气体输入，根据不同层级湖水压力控制水样收集，横板111通过紧固连接对安装座31进行安装固定，安装座31上设有传动槽311，通过依次设置的密封气囊32和传动板33控制传输气囊36进行动力输出，密封气囊32为软质橡胶，在水压作用下发生局部变形保持密封，密封气囊32和传动槽311活动连接，通过压差带动传动板33在传动槽311内滑动，传动板33亚东传输气囊36，传输气囊36受压收缩，并将内部气体通过导气管23输入导气流道215内，进行动力输入。

如图1、图4所示，储存箱21一侧设有若干进水槽212，固定槽1131通过进水槽212和储存腔211连通，进水槽212内设有转轮24，转轮24上设有支撑轴25，储存箱21上设有若干支撑槽213，支撑轴25外圆面和支撑槽213侧壁活动连接，支撑轴25一端设有齿轮29，支撑轴25和齿轮29轴心共线，取样保存装置2还包括顶升滑块26、齿条27和防滑卡块28，储存箱上设有滑槽214，导气管23通过导气流道215和上端的滑槽214下侧连通，相邻滑槽214通过导气流道215连通，顶升滑块26上端和齿条27下端紧固连接，齿条27和齿轮29齿面啮合，顶升滑块26和齿条27依次与滑槽214滑动连接，滑槽214分段式设计，滑槽214分段连接处下侧设有安装槽216，防滑卡块28通过固定轴和安装槽216活动连接，转轮24上设有弧形流道241，弧形流道241弧度小于180°。

各层级的储存腔211通过进水槽212和固定槽1131连通，进行水样收集，转轮24设置在进水槽212内，转轮24上设有弧形流道241，通过支撑轴25带动转轮24转动控制水流通断，支撑轴25通过支撑槽213进行回转支撑，顶升滑块26和滑槽214密封连接，通过导气管23进行气体输入，通过压差推动顶升滑块26带动齿条27向上滑动，齿条27带动齿轮29转动，齿轮29控制支撑轴25转动，滑槽214为分段式设计，齿条27在滑槽214上段滑动，顶升滑块26在滑槽214下段滑动，在连接处设有安装槽216，防滑卡块28通过固定轴在安装槽216内转动，顶升滑块26上升到上端时，防滑卡块28转动，对顶升滑块26进行限位，防止回落，顶升滑块26越过下一层级的导气流道215的进口端，气体通过导气流道215进入下一层级的滑槽214下端，进行动力输入，弧形流道241的弧度小于180°，保证密封性能，控制水样通过时间，避免时间过长破坏内部的层板22。

如图1、图2所示，横板111上端设有沉降组件41，沉降组件41包括沉降电机411，沉降电机411底端和横板111上端紧固连接，沉降电机411外侧设有固定架413，沉降电机411和固定架413紧固连接，固定架413底端和横板111上侧紧固连接，沉降电机411上端设有沉降螺旋桨412，沉降电机411输出端和沉降螺旋桨412传动连接，底板112下侧和顶升组件42紧固连接，顶升组件42包括顶升电机421和顶升螺旋桨422，顶升电机421通过防松架423和底板112紧固连接，顶升电机421输出端和顶升螺旋桨422传动连接。

通过沉降组件41控制进行动力沉降，提高取样精确性能，通过紧固连接防止松脱，沉降电机411通过固定架413进行固定，控制沉降螺旋桨412转动，向上方排水，产生向下的推力，避免对下层水域进行扰动，影响水层取样精确性，顶升电机421通过防松架423和底板112紧固连接，使动力传输更加平稳，控制顶升螺旋桨422转动，向下方排水，完成上浮，在完成取样后，通过顶升组件42克服装置自身重力作用，自动出水，提高取样效率。

如图1~图2所示，筒身113外侧设有导流装置5，导流装置5包括导流座51，导流座51为圆台式设计，导流座51和筒身113紧固连接，导流座51下端沿周向设有若干进管口512，导流座51上端设有若干出管口513，进管口512和出管口513通过导流槽511连通，导流槽511内设有导流管52，导流管52螺旋式设计，导流管52两端分别穿过进管口512和出管口513，导流管52底端水平布置，导流管52上端出口指向沉降螺旋桨412。

本发明通过导流座51进行重心下移，通过圆台式设计，在沉降时，通过扩大水域接触面积保证平稳下沉，在上浮时，减小受力面积，快速上升，提高取样效率，通过紧固连接防止松脱，导流座51通过下端的进管口512和上端的出管口513进行导流，通过导流槽511连通，导流管52下端水平布置，在进行下潜时，沉降螺旋桨412快速转动在两侧形成压差，通过出管口513进行吸水，使下发水流通过进管口512流通，在进管口512形成平流，防止水流进行竖直方向流动，影响取样效果。

如图6~图8所示，回转槽312内设有卡接组件35，通过卡接组件35防止传动块33反向移动，通过回转槽312对回转轴351进行回转支撑，卡接块352可以沿回转轴351转动，在进行上浮时，水层压力逐渐减小，滑槽内气压较大，对传输气囊36进行反向输入，传输气囊36膨胀，将传动板33反向推动，卡接块352在自身重力作用下转动，卡齿34和卡接块352为角型设计，进行互锁，卡齿34推动卡接块352转动，卡接块352通过挤压槽3521压紧安装座31，防止卡接块352继续转动，从而对传动板33进行限位。

如图1所示，通过圆锥形设计的储存箱21保证内部良好的抗压性能，防止水压过大造成层板22松脱，影响分层效果，在进行深湖水样采集时，为了满足实验需求，主要采集深湖深层水样，浅层水样可以通过人工进行采集，通过逐渐增大的储存腔211，便于提高下方水样采集数量，进行深湖深层生物多样性研究。

如图1所示，在进行深湖水样采集时，由于下方的水样密度、水压过大，采集后，水压传递到层板22上，容易对层板22进行挤压变形，通过厚度递进式设计，使层板22可以满足不同深度水样压力，提高实用性能。

本发明的工作原理：在下沉到深层水域时，由于水体密度较大，装置受到的浮力变大，通过转动沉降螺旋桨412向上排水，并通过导流管52对装置平流层水体进行导流，防止水体进行垂直方向的对流，通过沉降电机411输出转矩，从而带动装置整体缓慢转动，降低乱流对本装置的作用，提高水平稳定性能；通过若干个储存腔211对水样进行收集，并通过层板22进行隔离，通过导气流道215进行气体输入，根据不同层级湖水压力自动控制水样收集；顶升滑块26上升到上端时，防滑卡块28转动，对顶升滑块26进行限位，防止回落，顶升滑块26越过下一层级的导气流道215的进口端，气体通过导气流道215进入下一层级的滑槽214下端，进行动力输入，弧形流道241的弧度小于180°，控制水样通过时间；通过导流座51进行重心下移，圆台式设计，在沉降时，扩大水域接触面积，在上浮时，减小受力面积，快速上升；通过圆锥形设计的储存箱21保证内部良好的抗压性能，防止水压过大造成层板22松脱，影响分层效果，在进行深湖水样采集时，为了满足实验需求，主要采集深湖深层水样，浅层水样可以通过人工进行采集，通过逐渐增大的储存腔211，便于提高下方水样采集数量，进行深湖深层生物多样性研究。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述分层采集与保存装置包括框架组件（1）、取样保存装置（2）、传动装置（3）、动力装置（4）和导流装置（5），所述框架组件（1）和取样保存装置（2）紧固连接，所述取样保存装置（2）一侧与传动装置（3）一侧连通，所述传动装置（3）一侧和框架组件（1）一侧紧固连接，所述框架组件（1）和动力装置（4）紧固连接，所述框架组件（1）包括框架（11），所述框架（11）外圈设有导流装置（5），框架（11）和导流装置（5）紧固连接，所述动力装置（4）包括沉降组件（41）和顶升组件（42），所述沉降组件（41）底侧和框架（11）上端紧固连接，所述顶升组件（42）上侧和框架（11）下端紧固连接；

所述框架（11）包括筒身（113），所述筒身（113）上设有固定槽（1131），筒身（113）上端设有横板（111），所述横板（111）和筒身（113）紧固连接，筒身（113）下端设有底板（112），所述底板（112）外圆面和固定槽（1131）内侧壁紧固连接，所述底板（112）上端设有取样保存装置（2），底板（112）上侧和取样保存装置（2）底侧紧固连接，所述取样保存装置（2）沿周向设有若干支撑架（12），取样保存装置（2）和支撑架（12）紧固连接，所述支撑架（12）远离取样保存装置（2）一侧和固定槽（1131）内侧壁紧固连接，所述取样保存装置（2）包括储存箱（21）和导气管（23），所述储存箱（21）底端和底板（112）上侧紧固连接，储存箱（21）从上到下依次设有若干储存腔（211），相邻所述储存腔（211）间设有层板（22），所述层板（22）和储存腔（211）内侧壁紧固连接，所述储存箱（21）上设有若干导气流道（215），所述传动装置（3）包括安装座（31），所述安装座（31）上设有传动槽（311），安装座（31）一侧和横板（111）紧固来接，所述传动槽（311）内依次设有密封气囊（32）、传动板（33）和传输气囊（36），所述密封气囊（32）和传动槽（311）内侧壁活动连接，密封气囊（32）一侧和传动板（33）一侧紧固连接，所述传输气囊（36）一侧和传动板（33）远离密封气囊（32）一侧紧固连接，所述传动板（33）和传动槽（311）活动连接，所述传输气囊（36）一端通过导气管（23）和导气流道（215）连通，所述储存箱（21）一端设有通孔，所述导气管（23）和通孔紧固连接，所述横板（111）和底板（112）上分别设有若干水孔。

2.根据权利要求1所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述储存箱（21）一侧设有若干进水槽（212），所述固定槽（1131）通过进水槽（212）和储存腔（211）连通，所述进水槽（212）内设有转轮（24），所述转轮（24）上设有支撑轴（25），所述储存箱（21）上设有若干支撑槽（213），所述支撑轴（25）外圆面和支撑槽（213）侧壁活动连接，支撑轴（25）一端设有齿轮（29），支撑轴（25）和齿轮（29）轴心共线，所述取样保存装置（2）还包括顶升滑块（26）、齿条（27）和防滑卡块（28），所述储存箱上设有滑槽（214），所述导气管（23）通过导气流道（215）和上端的滑槽（214）下侧连通，相邻所述滑槽（214）通过导气流道（215）连通，所述顶升滑块（26）上端和齿条（27）下端紧固连接，所述齿条（27）和齿轮（29）齿面啮合，所述顶升滑块（26）和齿条（27）依次与滑槽（214）滑动连接，所述滑槽（214）分段式设计，滑槽（214）分段连接处下侧设有安装槽（216），所述防滑卡块（28）通过固定轴和安装槽（216）活动连接，所述转轮（24）上设有弧形流道（241），所述弧形流道（241）弧度小于180°。

3.根据权利要求1所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述横板（111）上端设有沉降组件（41），所述沉降组件（41）包括沉降电机（411），所述沉降电机（411）底端和横板（111）上端紧固连接，沉降电机（411）外侧设有固定架（413），沉降电机（411）和固定架（413）紧固连接，所述固定架（413）底端和横板（111）上侧紧固连接，所述沉降电机（411）上端设有沉降螺旋桨（412），沉降电机（411）输出端和沉降螺旋桨（412）传动连接，所述底板（112）下侧和顶升组件（42）紧固连接，所述顶升组件（42）包括顶升电机（421）和顶升螺旋桨（422），所述顶升电机（421）通过防松架（423）和底板（112）紧固连接，顶升电机（421）输出端和顶升螺旋桨（422）传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述筒身（113）外侧设有导流装置（5），所述导流装置（5）包括导流座（51），所述导流座（51）为圆台式设计，导流座（51）和筒身（113）紧固连接，导流座（51）下端沿周向设有若干进管口（512），导流座（51）上端设有若干出管口（513），所述进管口（512）和出管口（513）通过导流槽（511）连通，所述导流槽（511）内设有导流管（52），所述导流管（52）螺旋式设计，导流管（52）两端分别穿过进管口（512）和出管口（513），导流管（52）底端水平布置，导流管（52）上端出口指向沉降螺旋桨（412）。

5.根据权利要求1所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述安装座（31）靠近传输气囊（36）一侧设有若干回转槽（312），所述回转槽（312）内设有卡接组件（35），所述卡接组件（35）包括回转轴（351），所述回转轴（351）两端和回转槽（312）活动连接，回转轴（351）外侧设有卡接块（352），所述卡接块（352）和回转轴（351）紧固连接，卡接块（352）一侧设有挤压槽（3521），所述传动板（33）上端设有若干卡齿（34），所述卡齿（34）和传动板（33）紧固连接。

6.根据权利要求1所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述储存箱（21）位圆锥形设计，所述储存腔（211）容积从上到下依次增大。

7.根据权利要求2所述的一种深湖水样的分层采集与保存装置，其特征在于：所述层板（22）厚度从上到下依次减小。

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